close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Вулкан «Надутый» газом..pdf

код для вставкиСкачать
НОВОСТИ НАУКИ
10
ВУЛКАН, «НАДУТЫЙ» ГАЗОМ
Новосибирские исследователи из лаборатории сейсмической томографии
Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН им. А. А. Трофимука
расшифровали часть записей с сеймических станций, установленных на вулкане Горелый на Камчатке. Пока удалось обработать лишь несколько недель
записей из огромного массива данных о сейсмических колебаниях вулкана,
накопленных в течение года, однако уже полученные результаты можно
смело назвать сенсационными
Сегодня вулканологи могут в прямом смысле «заглянуть» внутрь вулкана,
базируясь на его отклике на сейсмические возмущения. Один из ключевых
параметров – соотношение скоростей продольных и поперечных сейсмических волн. Если значение этого параметра высокое – значит внутри вулкана
преобладают жидкости и расплавы, если низкое – газы.
Нужно сказать, что подавляющее большинство известных на сегодняшний день вулканов содержат большое количество жидкости внутри, и соотношение скоростей продольных и поперечных сейсмических волн для них
обычно достаточно высокое – 1,8 и более. Однако для Горелого это значение
оказалось неожиданно низким – всего 1,5. Новосибирским исследователям
еще никогда не приходилось сталкиваться с таким явлением, поэтому все
данные были перепроверены несколько раз.
Как выяснилось, такие низкие значения соотношения скоростей продольных и поперечных сейсмических волн характерны для газовых месторождений и мест с высокой фумарольной активностью, где из-под земли
выбиваются горячие струи вулканических газов и пара. Таким образом,
можно сделать вывод, что внутри вулкан Горелый заполнен, по-видимому,
водяным паром с очень высокой температурой, в котором практически
отсутствует жидкая фаза.
Образно говоря, этот вулкан представляет собой паровой котел с очень
прочной крышкой, сформированной базальтовой лавой, излившейся по
ходу прошлых извержений. В центре этой крышки имеется небольшое
(диаметром в несколько метров) отверстие, через которое ежесуточно
в атмосферу выбрасывается около 11 тыс. т вулканического газа!
Перегретый пар с температурой 800 °С с диким воем и ревом вырывается
из отверстия и, поднимаясь на высоту около 300 м, конденсируется, формируя облако – своего рода «визитную карточку» вулкана, видную издалека.
Отверстие играет роль предохранительного клапана, предотвращающего
взрыв газа, находящегося под огромным давлением.
Следующая цель вулканологов – камчатский вулкан Толбачик. Он является частью Ключевской группы вулканов – этого уникального «заповедника» вулканов, где на территории в 80 км расположились 14 вулканов,
каждый из которых чем-то знаменит.
К примеру, Ключевская сопка – это самый высокий активный вулкан
Евразии, вулкан Безымянный – один из самых взрывоопасных, а Толбачик – один из самых продуктивных в мире по объему изливаемых базальтовых лав.
КУЛАКОВ Иван Юрьевич – доктор
геолого-минералогических наук,
заведующий лабораторией
сейсмической томографии
Института нефтегазовой геологии
и геофизики им. А. А. Трофимука
СО РАН (Новосибирск). Автор
и соавтор более 70 научных работ
Летом 2013 г. экспедиция ИНГГ
СО РАН при поддержке Института
вулканологии и сейсмологии
ДВО РАН установила на вулкане
Горелый 21 сейсмическую
станцию в дополнение к уже
существующим. В течение
11-ти месяцев работы сеть
регистрировала сейсмические
сигналы, вызванные
землетрясениями
Ключевые слова: вулкан Горелый,
вулкан Толбачик, Ключевская
группа вулканов, сейсмическая сеть,
сейсмическая томография.
Key words: Gorely volcano, Tolbachik
volcano, Klyuchevskoy volcano group,
seismic network, seismic tomography
© И. Ю. Кулаков, 2014
11
НОВОСТИ НАУКИ
12
Главный вопрос, который волнует ученых, – как на такой маленькой территории могли образоваться настолько разнообразные вулканы? Ответ может дать только
тщательное изучение внутренней структуры земной
коры и мантии, для чего требуется наладить хорошую
систему сейсмических наблюдений. Уже несколько
десятилетий Камчатский филиал геофизической службы (КФГС) РАН проводит непрерывный мониторинг
вулканов Ключевской группы с помощью двух десятков
постоянных сейсмических станций. Эта сеть позволяет
достаточно точно определять положения гипоцентров
землетрясений под вулканами, однако ее недостаточно
для выполнения сейсмической томографии и построения трехмерных моделей коры и мантии.
В 2014 г. на Толбачике, с учетом постоянных и временных станций, установленных силами КФГС, работало 10 сейсмических станций. Новосибирский ИНГГ
СО РАН снарядил масштабную и дорогостоящую
экспедицию на вулкан, чтобы добавить еще 20 станций
к уже имеющимся.
После 11-месячной «вахты» на Горелом все многотонное оборудование было погружено на КАМАЗы
и отправлено на место новой дислокации. Путь им предстоял нелегкий: добираться от Горелого до Толбачика
новосибирским геологам пришлось более двенадцати
часов, в некоторых местах дорогу перерезали застывшие
потоки лавы... Оборудование требовалось установить
как можно более равномерно, что очень непросто,
принимая во внимание огромный размер территории, перечерченной застывшими лавовыми потоками
от прошлых извержений. В этой работе вулканологам
очень помог вертолет.
К сожалению, две станции вышли из строя, поэтому сеть, работающая сейчас на Толбачике, состоит
из 29 станций, расположенных друг от друга на расстоянии в среднем около 4—5 км.
В следующем году ученые планируют провести еще
более масштабную экспедицию, цель которой – установить сейсмические станции на всех вулканах Ключевской группы. Конечно, проделать такую огромную
работу одному академическому институту просто
не под силу, поэтому новосибирские ученые тесно
сотрудничают с другими исследовательскими организациями как в России, так и за рубежом.
Как уже упоминалось, очень плодотворное и взаимовыгодное сотрудничество налажено с коллегами
из Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН.
Второй год к новосибирской экспедиции присоединяется и заместитель директора Института физики
земли в Париже Н. Шапиро, который, по сути, является
одним из ее идейных вдохновителей. Вместе со своими
американскими коллегами из Университета Колорадо
он разработал новый метод исследования земной коры
и мантии, который может быть очень полезен как для
изучения строения земных недр, так и для выявления
изменений внутри Земли, важных для предсказаний
извержений вулканов. Суть этого метода состоит в том,
чтобы использовать для исследования геологических
объектов не только сейсмические волны от землетрясений или взрывы, но и «хаотичный шум», те слабые
сейсмические волны, которые генерируются на поверхности Земли случайным образом, главным образом,
за счет крупных волн в океане.
Немецкие исследователи из Геологического исследовательского центра (GFZ) в Потсдаме планируют
предоставить для установки на камчатских вулканах
60 высококачественных сейсмических станций. Таким
образом, согласно планам ученых, в будущем году
на Ключевской группе вулканов будет работать огромная сейсмическая сеть из более чем 80 современных
станций, что позволит получить результаты высочайшего уровня по этой уникальной природной системе,
аналога которой в мире нет.
13
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
3
Размер файла
256 Кб
Теги
газов, вулкан, pdf, надутый
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа